Разработка печатного узла шестиуровневого индикатора напряжения аккумулятора

Федеральное агентство по образованию РФ

Рязанский государственный радиотехнический университет

Кафедра ТРЭА

Пояснительная записка

к курсовому проекту на тему:

«Разработка печатного узла шестиуровневого индикатора напряжения аккумулятора»

 

Выполнила:

студентка группы 5410

Герасимова О.И.

Проверил:

Коваленко В.В.

Рязань 2009

Содержание

Введение

1  Анализ исходных данных

2  Обоснование выбора элементной базы и способа монтажа

3  Перечень элементов

4  Выбор метода пайки

5  Расчет конструкции ПП (размер, контактные площадки, переходные отверстия, проводники и зазоры)

6  Создание библиотеки компонентов

7  Формирование схемы электрической принципиальной с протоколом ошибок

8  Компоновка (NET лист, протокол ошибок )

9  Трассировка

10  Файл отчетов о трассировке

Заключение

Список литературы

Приложение

Введение

В настоящее время печатные платы являются основным элементом электронной аппаратуры, выполняя функции несущей конструкции и коммутационного устройства. Они широко применяются во всех областях науки и техники.

Основной задачей в современном производстве является проектирование и производство продукции, соответствующей мировому уровню для обеспечения конкурентоспособности, которая определяется качеством, надежностью и безопасностью эксплуатации устройств. Данная проблема осложняется постоянным ростом функциональной и конструктивной сложности электрорадиоэлементов, устанавливаемых на плату, а также процессом микроминиатюризации электронной аппаратуры, отставанием технологических возможностей предприятий. Поэтому необходимо повышать трассировочные возможности плат за счет повышения плотности монтажа, уменьшения ширины печатных проводников и расстояний между ними, увеличения числа слоев многослойных печатных плат, уменьшения габаритов и массы аппаратуры и, соответственно, печатных плат. Таким образом, конструкция и технология сборки требуют непрерывного совершенствования.

Сейчас существует множество различных по функциональным возможностям программных пакетов для разработки конструкций печатных узлов. Одним из наиболее распространенных является P-CAD. Его мы и будем использовать в данном курсовом проекте при разработке конструкции печатного узла шестиуровневого индикатора напряжения аккумулятора.

 

1 Анализ исходных данных

В данном курсовом проекте необходимо разработать печатный узел шестиуровневого индикатора напряжения аккумуляторной батареи.

В качестве исходных данных была получена принципиальная электрическая схема устройства, а также ряд требований к проекту:

1. Коэффициент использования платы не менее 1,5;

2. DIP исполнение;

3. Класс точности 4;

4. Размещение элементов двустороннее.

Исходя из этих требований, а также из назначения печатного узла, можно заключить, что к схеме предъявляются высокие требования по плотности монтажа элементов. Размещение элементов по обеим сторонам платы, применение поверхностно монтируемых компонентов и достаточно высокая точность печатного рисунка в целом способствуют микроминиатюризации печатного узла, однако основная задача проекта – грамотный выбор, размещение компонентов на малогабаритной печатной плате и её трассировка.

2 Обоснование выбора элементной базы и способа монтажа

 

Проанализировав принципиальную электрическую схему, заметим, что одни элементы жестко регламентированы схемой, а другие регламентированы по основному признаку. Исходя из этого первые элементы не стоит заменять другими, а вторые будем выбирать по своему усмотрению.

Итак, выбирая элементную базу будем придерживаться того, что:

1. Компоненты должны обладать указанными в схеме характеристиками;

2. Компоненты должны быть навесными;

3. Номенклатура используемых типов корпусов должна быть по возможности сужена для повышения технологичности конструкции печатного узла.

 

3 Перечень элементов

 

Резисторы типа С2-33Н относятся к постоянным непроволочным резисторам общего назначения (неизолированным).

Резисторы С2-33Н

Основные характеристики:

Номинальная мощность, Вт (при Т=85 ^оС)

…………………………………………………………………….0,125

…………………………………………………………………….0,25

…………………………………………………………………….0,5

……………………………………………………………………..1

……………………………………………………………………..2

Диапазон номинальных сопротивлений

………………………………………………………1 Ом…3,01 МОм

………………………………………………………1 Ом…5,11 МОм

………………………………………………………1 Ом…5,11 МОм

………………………………………………………1 Ом…10,01 МОм

………………………………………………………1 Ом…10,01 МОм

Ряд промежуточных значений; допуск………….Е24, Е96; +/ - 1, 2, 5, 10 %

Габаритные размеры

(для резистора номинальной мощностью 0,125 Вт)

D, мм………2,2

L, мм……….6,0

l, мм………..20

d,мм……….0,6

Масса, г, не более…………………………………………………...0,15

Конденсаторы К73-11

 

Конденсаторы типа К73-11 относятся к конденсаторам с органическим диэлектриком (полиэтилентерефталатным низковольтным).

Основные характеристики:

Номинальное напряжение, В

…………………………………………………………………….63

…………………………………………………………………….160

…………………………………………………………………….250

……………………………………………………………………..400

……………………………………………………………………..630

Диапазон номинальных емкостей, мкФ

………………………………………………………0,1…2,2

………………………………………………………0,068…6,8

………………………………………………………0,047…2,2

………………………………………………………0,022…1

………………………………………………………0,001…0,47

Ряд промежуточных значений; допуск………….Е6; +/ - 5, 10, 20 %

Габаритные размеры

(для конденсатора номинальным напряжением 250 В)

D (диаметр), мм…………………………………………7-17

L (длина), мм……………………………………………13-30

В (высота), мм………………………………....................32

ИМС К561ЛЕ5 представляет собой четыре логических элемента 2ИЛИ-НЕ объединённых в одном корпусе.

Габаритные чертежи корпуса микросхемы (корпус 201.14-1, 201.14-2)

Микросхема К561ЛЕ5

Основные электрические параметры микросхемы К561ЛЕ5:

U_пит, В..........................................5……... 10

U_0вых, В…………………………0,95……2,9

U_1вых, В…………………………3,6…….7,2

I_0вых, мА………………………...0,3…….0,6

I_1вых, мА………………………...0,3…….0,25

I_пот, мкА………………………...0,5…….5

t₀₁, нс…………………………....260……130

t₁₀, нс…………………………....180……115

C_вх, пФ…………………………..-----

Микросхема К561ЛП2

ИМС К561ЛП2 представляет собой четыре логических элемента 2И-НЕ объединённых в одном корпусе. К561ЛП2 реализуется в том же корпусе, что и К561ЛЕ5.

Основные электрические параметры микросхемы К561ЛП2:

U_пит, В...........................................5……... 10…….15

U_0вых, В…………………………0,95……2,9……----

U_1вых, В…………………………3,6……..7,2……-----

I_0вых, мА………………………...2,6……...8…….-----

I_1вых, мА………………………...1,25……1,25….-----

I_пот, мкА…………………………-----……-----…..2

t₀₁, нс…………………………….120…….190.…-----

t₁₀, нс…………………………….120…….50…...-----

C_вх, пФ…………………………..-----…….30…..-----

Эпитаксиальный двухпереходный источник света с управляемым цветом свечения. Прибор представляет собой два разноцветных светодиода, помещенных рядом в одном корпусе. Оба светодиода выполнены на основе фосфида галлия.

Цвет свечения одного – красный, другого – зеленый. При изменения тока через светодиоды могут быть получены другие цветовые оттенки свечения прибора – оранжевый и желтый.

 

Светодиоды АЛС331А

Прибор АЛС331А оформлен в пластмассовом корпусе. Выводы – проволочные, луженые. Масса прибора – 0,3 г. На корпусе приборов маркировка отсутствует, тип указывают на групповой таре.

Светодиоды в приборе включены встречно; общий минусовой вывод – 1, плюсовой вывод красного – 2, а зеленого – 3.

Прибор предназначен для визуального контроля работы различных устройств, контроля отклонения от заданного режима в системах автоматического регулирования и узлах аварийной защиты, а также для индикации настройки радиоприемника на выбранную волну.

Световые характеристики обоих светодиодов прибора АЛС331А (в относительных единицах):

 

Диаграмма зависимости цвета свечения прибора в различном соотношении значений тока через p-n переходы:

 

Спектры излучения переходов прибора:

Электрические характеристики при Т_окр.ср.=25 ^оС:

Сила света, мкд, не менее (при прямом токе 20 мА)……………..0,6

Постоянное прямое напряжение, В, не более

(при прямом токе 20 мА)………………. …………………………..4

Длина волны, соответствующая максимуму спектрального распределения излучения, мкм, для светодиода

красного……………………………………………………………..0,7

зеленого……………………………………………………..............0,56

Предельные эксплуатационные значения параметров:

Максимальный постоянный ток через один p-n-переход (второй обесточен), мА, при температуре окружающей среды

50 ^оС………………………………………………………………….20

70 ^оС………………………………………………………………….11

Максимальный постоянный суммарный прямой ток черех оба p-n-перехода, мА, при температуре окружающей среды

50 ^оС……………………………………………………………….....20

70 ^оС……………………………………………………………….....11

Максимальное постоянное обратное напряжение, В……………...2

Рабочий интервал температуры окружающей среды, ^оС……….-60…+70

Транзисторы КТ315В

КТ315В относятся к транзисторам малой мощности высокой частоты. Технические условия – ЖК3.365.200 ТУ.

 

Предельные значения параметров при Т_П=25 ^ОС:

I_Kмакс, мА………………………………………100

I_KИмакс, мА……………………………………..-----

U_KЭмакс {U_{KЭОмакс}}, В…………………………..40

U_{KБОмакс}, В…………………………………….-----

U_{ЭБОмакс}, В…………………………………….6

P_Kмакс {P_макс}, мВт……………………………150

Значения параметров при Т_П=25 ^ОС:

h₂₁Э {h₂₁}………………………………………20..90

U_KБ {U_KЭ}, В…………………………………..{10}

I_Э, {I_K}, мА……………………………………..{1}

U_KЭнас, В…………………………………………0,4

I_КБО, {I_KЭ}, мкА…………………………………1

F_ГР, {f_O21}, МГц…………………………………250

К_Ш, дБ…………………………………………...-----

Входные характеристики транзисторов типа КТ315В при различной температуре окружающей среды (в схеме с общим эмиттером):

 

Диоды КД522Б

Диоды кремниевые эпитаксиально – планарные в пластмассовом корпусе. Маркируются цветными полосами: КД522Б – в три кольца. Масса диода не более 0,2 г.

Электрические параметры:

Постоянное прямое напряжение при Iпр = 1 мА не более

при 25 ^оC 1,1 В

при -55 ^оC 1,5 В

Постоянный обратный ток при Uобр = Uобр.макс не более

при 25 ^оC 5 мкА

при 85 ^оC 5 мкА

Ёмкость диода не более 4 пФ

Заряд переключения при Iпр = 5 мА, Uобр.имп = 1 В не более 4 пКл

Предельные эксплуатационные данные:

Постоянное обратное напряжение: 5 В

Импульсное обратное напряжение при длительности импульса